บทที่ 1 ประจุไฟฟ้าและสนามไฟฟ้า
ก่อนคริสต์ศักราชประมาณ 600 ปี นักปราชญ์ชาวกรีก ชื่อ ทาลีส (Thales) ได้ค้นพบไฟฟ้าสถิตโดยบังเอิญ คือ เขาได้นำแท่งอำพันมาทำความสะอาดด้วยการขัดสีแท่งอำพันกับผ้าขนสัตว์ เมื่อแท่งอำพันได้รับความร้อนจากการขัดสีจะมีอำนาจดึงดูดสิ่งของเบาๆ เช่น เศษกระดาษ และเส้นผม เรียกอำนาจในการดูดนี้ว่า อำนาจไฟฟ้า (electricity) และเรียกตัวการที่ทำให้เกิดอำนาจไฟฟ้าว่า ประจุไฟฟ้า (electric charge) นับว่าเป็นการค้นพบไฟฟ้าครั้งแรกที่ถูกบันทึกไว้ ประมาณคริสต์ศักราช 1600 เซอร์ วิลเลียม กิลเบิร์ต (Sir William Gilbert) ได้ทำการศึกษาค้นคว้าเรื่องนี้อย่างจริงจังพบว่านอกจากแท่งอำพันกับขนสัตว์แล้วยังมีสารอื่นอีกมากที่ทำเช่นนี้ได้ ต่อมาในปีคริสต์ศักราช 1676 โรเบิร์ต บอยล์ (Robert Boyle) พบว่าแรงดึงดูดทางไฟฟ้าเกิดขึ้นในสุญญากาศและแรงดึงดูดที่ประจุไฟฟ้าทำต่อวัตถุเท่ากับแรงดึงดูดที่วัตถุกระทำต่อประจุไฟฟ้า
บทที่ 2 ฟลักซ์แม่เหล็กไฟฟ้าและกฎของเกาส์
ฟลักซ์ (flux) เป็นจำนวนเส้นแรงของสนามเวกเตอร์ที่ผ่านผิวปิดหรือผิวเปิดใด ๆ ที่อยู่ในสนามเวกเตอร์นั้น ซึ่งสนามเวกเตอร์คือ สนามที่มีความเข้มที่ต้องบอกทั้งขนาดและทิศทางของสนาม ณ จุดใด ๆ จะต่อกันเป็นเส้น ๆ เช่น สนามไฟฟ้าเป็นสนามเวกเตอร์ หมายความว่าแต่ละจุดในสนามไฟฟ้าความเข้มสนามไฟฟ้าต้องบอกทั้งขนาดและทิศทาง แนวของสนามไฟฟ้าที่จุดต่าง ๆ จะต่อกันเป็นเส้น ๆ เรียกว่า เส้นแรงไฟฟ้า (electric line of force) ในบทนี้จะกล่าวถึงฟลักซ์แม่เหล็กไฟฟ้า โดยเริ่มจากฟลักซ์ของสนามเวกเตอร์ใด ๆ กฎของเกาส์ กฎของแอมแปร์และกฎของฟาราเดย์
บทที่ 3 ศักย์ไฟฟ้า
อนุภาคมีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าต้องให้งานกับอนุภาค งานดังกล่าวสามารถเขียนแสดงในเทอมของพลังงานศักย์ไฟฟ้าหรือเรียกสั้นๆ ว่าศักย์ไฟฟ้า ซึ่งในชีวิตประจำวันจะคุ้นเคยกันดีเกี่ยวกับการเปลี่ยนรูปของพลังงานต่างๆ โดยเฉพาะการเปลี่ยนรูปพลังงานที่เกี่ยวข้องกับพลังงานไฟฟ้า เช่น แบตเตอรีเปลี่ยนพลังงานเคมีไปเป็นพลังงานไฟฟ้า ไดนาโมเปลี่ยนพลังงานกลไปเป็นพลังงานไฟฟ้า มอเตอร์เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าไปเป็นพลังงานกล เป็นต้น พลังงานไฟฟ้ามีข้อดีประการสำคัญคือสามารถส่งไปตามสายไฟฟ้าและเปลี่ยนรูปพลังงานได้ง่าย
บทที่ 4 กระแสไฟฟ้าและกฎของเคอร์ชอพฟ์
กระแสไฟฟ้าเกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า ซึ่งสารแต่ละชนิดจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านแตกต่างกัน ในบทนี้จะกล่าวถึงสมบัติต่าง ๆ ของสารที่มีผลต่อการไหลของกระแสไฟฟ้า ตั้งแต่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า ความต้านทาน สภาพต้านทานไฟฟ้า การนำไฟฟ้า สภาพนำไฟฟ้า ผลของอุณหภูมิต่อความต้านทาน กฎของโอห์ม การต่อตัวต้านทาน การต่อเซลล์ไฟฟ้า วงจรไฟฟ้าและการแก้ปัญหาจงจรไฟฟ้าที่ซับซ้อนโดยการใช้กฏของเคอร์ชอพฟ์
บทที่ 5 แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำและสารแม่เหล็ก
เมืองแมกนีเชีย (Magnesia) ประเทศกรีซ มีการค้นพบหินแร่ชนิดหนึ่งมีสมบัติดูดผงเหล็กได้ เมื่อแขวนให้แกว่งกวัดได้อย่างเสรีจะชี้ในแนวทิศทางเหนือ-ใต้ ชาวจีนนำมาใช้ในการเดินทางเรียกว่าหินนำทาง (leading stone) นักธรณีวิทยาเรียกตามชื่อเมืองที่ค้นพบว่าแมกนีไทต์ (magnetite) หินแร่ดังกล่าวเป็นออกไซด์ของเหล็กและมีสูตรทางเคมีคือ Fe3O4 อ่านว่าเฟอร์โรโซ เฟอร์ริก ออกไซด์ (ferroso ferric oxide) ปัจจุบันเรียกว่าแม่เหล็ก (magnet) บุคคลแรกที่ประสบความสำเร็จในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นแม่เหล็กและกระแสไฟฟ้าคืออองเดร-มารี อองแปร์ (Andre Marie Ampere, 1775-1836) นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส
บทที่ 6 แสงเชิงเรขาคณิต
แสงเป็นสเปกตรัมในช่วงความถี่ 4×104 ถึง 8×104 เฮิรตซ์ ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดเดียวที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า มีสเปกตรัม 6 สี คือ ม่วง น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด และแดง ซึ่งสามารถเห็นได้จากการใช้เกรตติง หรือจากการเกิดรุ้งกินน้ำ สำหรับบทนี้จะกล่าวถึงแสงในเชิงเรขาคณิต โดยกล่าวถึง ธรรมชาติของแสง การเกิดภาพจากกระจกและเลนส์ การแทรกสอด การเลี้ยวเบน และทัศนอุปกรณ์
บทที่ 7 โครงสร้างอะตอม
โครงสร้างของสสารซึ่งเชื่อกันมาหลายศตวรรษว่าสสารประกอบไปด้วยสิ่งที่เล็กที่สุดคืออะตอม จนกระทั่งในต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 ภายหลังการค้นพบอิเล็กตรอนของ เจ เจ ทอมสัน (J. J. Thomson) ทำให้นักวิทยาศาสตร์เริ่มเข้าใจว่าหน่วยที่เล็กที่สุดของสสารยังมีโครงสร้างที่ประกอบด้วย อิเล็กตรอนโปรตอน โดยนักวิทยาศาสตร์รุ่นต่อมาได้ใช้ทฤษฎีควอนตัมอธิบายร่วมกับทฤษฎีในฟิสิกส์ แผนเดิมเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมได้
บทที่ 8 ฟิสิกส์นิวเคลียร์เบื้องต้น
ความเจริญก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จำนวนประชากรที่เพิ่มสูงขึ้น มีผลทำให้อัตราการใช้พลังงานเพื่อการดำรงชีวิตประจำวันหรือกิจกรรมต่างๆ ทั้งเพื่อการผลิตและการบริการเพิ่มสูงขึ้น เกิดปัญหาการขาดแคลนพลังงาน ตลอดจนปัญหามลพิษที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง การสร้างเขื่อนเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า มักประสบปัญหาทางด้านเงินลงทุน ความขัดแย้งในสังคมเกี่ยวกับการตัดไม้ทำลายป่าหรือการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม แม้ว่าจะมีความพยายามเพื่อการประหยัดพลังงานหรืออื่นๆ แต่ความต้องการพลังงานยังคงมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แนวทางการแก้ไขปัญหาพลังงานดังกล่าวแนวทางหนึ่งที่ถูกนำเสนอคือ การใช้พลังงานนิวเคลียร์จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ (nuclear reaction)
บทที่ 9 ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
ทฤษฎีสัมพัทธภาพและกลศาสตร์ควอนตัม ถือเป็นทฤษฎีที่สำคัญอย่างยิ่งทางฟิสิกส์ของคริสต์ศตวรรษที่ 20 เพราะช่วยอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ เกี่ยวกับอะตอมและฟิสิกส์นิวเคลียร์ได้ดี ในบทนี้จะกล่าวถึงเฉพาะทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษริเริ่มมาจากการวิเคราะห์ปรากฏการณ์ทางกายภาพ เมื่อวัตถุมีอัตราเร็วใกล้เคียงกับอัตราเร็วของแสง ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษมีส่วนสำคัญต่อการปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์กายภาพสาขาฟิสิกส์ ซึ่งแสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริภูมิ (space) และเวลา สสาร พลังงาน ไฟฟ้าและแม่เหล็ก ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษแตกต่างจากจลนศาสตร์และพลศาสตร์ของนิวตัน ซึ่งได้รับความเชื่อถือมากว่า 250 ปี แต่ไม่ได้หมายความว่ากฎการเคลื่อนที่ของนิวตันไม่ถูกต้อง
